Organização de Computadores 1º Semestre Aula 4 Prof. Carlos Vinícius [email protected] 1 SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM COMERCIAL FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAC PELOTAS Introdução o Máquinas do século XIX usavam base 10; o O matemático inglês George Boole(1815 - 1864) publicou em 1854 os princípios da lógica Booleana: o Variáveis assumem apenas valores 0 e 1 (verdadeiro e falso). 2 Introdução o É difícil implementar dígito decimal (um número inteiro entre 0 e 9) em componentes elétricos; o Esta dificuldade determinou o uso da base 2 em computadores. o A lógica Booleana foi usada na implementação dos circuitos elétricos internos a partir do século XX. 3 Introdução o Sinais Analógicos: São sinais contínuos no tempo. No sinal analógico a passagem de uma condição para outra se da de forma suave, sem descontinuidade. O mundo físico real é essencialmente analógico, onde os sinais, que repesentam informações, aparecem de modo contínuo. o Sinais Digitais: São sinais discretos no tempo, de tal forma que sempre existe uma descontinuidade entre uma condição e outra. 4 Números Decimais o Numeração decimal (base 10) o Símbolos 0, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o Característica de valor posicional (casa) o Unidades (1s), dezenas (10s), centenas (100s), milhar (1000s),... o Exemplo: Número 736 o6x1=6 o 3 x 10 = 30 o 7 x 100 = 700 o 6 + 30 + 700 = 736 5 Números Decimais o Posições: 100000s 10000s 1000s 100s 10s 1s 105 104 103 102 101 100 + dígitos mais significativos (MSD) 6 dígitos menos significativos (LSD) Números Decimais o Exemplo: 100000s 10000s 1000s 100s 10s 1s 0 0 2 5 8 0 105 104 103 102 101 100 O número “dois mil quinhentos e oitenta” decimal é obtido: (2 x 1000) + (5 x 100) + (8 x 10) = 2000 + 500 + 80 = 2580 7 Números Binários o Numeração binária (base 2) o Símbolos 0, 1 o Cada dígito binário é chamado bit o Característica de valor posicional (casa) o cada posição vale o dobro da anterior: o Casa dos 1s, casa dos 2s, casa dos 4s, ... 8 Números Binários o Posições: 128s 64s 32s 16s 8s 4s 2s 1s 27 26 25 24 23 22 21 20 + dígitos mais significativos (MSD) 9 dígitos menos significativos (LSD) Números Binários o Exemplo: 128s 64s 32s 16s 8s 4s 2s 1s 0 0 0 1 0 0 1 1 27 26 25 24 23 22 21 20 O número “zero, zero, zero, um, zero, zero, um, um” binário é obtido: 16 + 2 + 1 = 19 100112 = 19 10 10 Números Binários o Fracionários: 16s 8s 4s 2s 1s 0,5s 0,25s 0,125s 1/21 1/22 1/23 , 24 23 + bits mais significativos (MSB) 11 22 21 20 bits menos significativos (LSB) Números Binários o Exemplo: 16s 8s 4s 2s 0 1 1 1 24 23 22 21 1s 0 , 20 0,5s 0,25s 0,125s 1 0 1 1/21 1/22 1/23 O número “zero, um, um, um, zero, vírgula, um, zero, um” binário é obtido: 8 + 4 + 2 + 0,5 + 0,125 = 14,625 1110,1012 = 14,625 10 12 Conversão o Conversão de base 10 para base 2: o Trabalha com divisão inteira + resto o 8710 = 10101112 o 87/ 2 = 43 o 43/ 2 = 21 o 21/ 2 = 10 o 10/ 2 = 5 o 5/ 2 = 2 o 2/ 2 = 1 o 1/ 2 = 0 13 resto resto resto resto resto resto resto 1 1 1 0 1 0 1 Conversão o Conversão de base 10 para base 2: o Trabalha com divisão inteira + resto o 8710 = 10101112 o o o o o o o 87/ 43/ 21/ 10/ 5/ 2/ 1/ 2 2 2 2 2 2 2 = 43 resto 1 = 21 resto 1 = 10 resto 1 = 5 resto 0 = 2 resto 1 = 1 resto 0 = 0 resto 1 Verificação 14 64s 32s 16s 8s 4s 2s 1s 1 0 1 0 1 1 1 26 25 24 23 22 21 20 64 + 16 + 4 + 2 + 1 = 87 Conversão o Conversão de base 10 para base 2: Condição de parada 1 / 2 = 0 resto 1 15 Conversão o Conversão fracionária de base 10 para base 2: o 0,37510 = 0 1 1 2 16 Conversão o Conversão fracionária de base 10 para base 2: o 0,37510 = 0 1 1 2 Condição de parada 0,50 x 2 = 1,00 17 Conversão o Conversão fracionária de base 10 para base 2: DICA: DIVIDE MULTIPLICA 18 Então... Aprofundando... o O sistema de numeração normalmente utilizado, o sistema decimal, apresenta dez dígitos (algarismos), são eles: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. o No sistema decimal, 10 é a base do sistema e seu dígito máximo é 9. o Descrição geral de um número em qualquer base: 19 Então... Aprofundando... o Montando um número na decimal... 20 Então... Aprofundando... o Sistema Binário de numeração é o principal sistema dos PCs; o Este sistema de numeração, como o próprio nome sugere, apresenta base 2. Os números 0 e 1 são os dígitos deste sistema; o O sistema binário é de grande importância, pois apresenta correspondência direta com os estados de um sistema digital. Por exemplo: para o dígito 0 podese atribuir o valor ligado e para o dígito 1 pode21 se atribuir o valor de desligado. Então... Aprofundando... o Montando um número na binária... 22 Então... Aprofundando... o Conversão de um número no sistema binário para o equivalente no sistema decimal. o Regra geral: multiplicase cada dígito pelo valor da base elevada a uma dada potência, definida pela posição do dígito, e finalmente realizase a soma. 23 Então... Aprofundando... o Conversão de decimal para binário o Nº 23 Regra Prática: 24 Então... Aprofundando... o Conversão de números fracionários o Regra de Formação 25 Então... Aprofundando... o Conversão de binário para decimal 26 Então... Aprofundando... o Conversão de decimal para binário o A conversão da parte fracionária segue a seguinte regra prática: o Multiplicase a parte fracionária pelo valor da base; o O número resultante a esquerda da vírgula é o dígito (0 ou 1) procurado; o Se o dígito à esquerda for 0 (zero) continuar a multiplicação pela base; o Se o dígito à esquerda for 1 este é retirado e prosseguese a multiplicação; o O processo continua até obterse 0 (zero) como resultado ou atingirse a resolução estabelecida, no caso de dízima; 27 o A leitura dos dígitos, ao contrário do caso da parte inteira, é Então... Aprofundando... o Conversão de decimal para binário 28 Então... Aprofundando... o Conversão de decimal para binário 29 Então... Aprofundando... o Sistema OCTAL o A base de um sistema numérico é igual o número de dígitos que ela usa. Portanto, o sistema octal, que apresenta base 8, tem 8 dígitos a saber: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (base N = 8 → dígitos 0 → N1 = 7). o Sua utilidade nos sistemas digitais vem do fato de que, associandose os algarismos de um número binário (bits) em grupos de três, obtémse uma correspondência direta com os dígitos do sistem 30 a octal. Então... Aprofundando... o Conversão de octal em decimal o Conversão de decimal em octal o Nº 223 31 Então... Aprofundando... o Converter o número fracionário 381,796 da base decimal para octal (4 casas decimais após a vírgula). 32 Então... Aprofundando... o Converter o número fracionário 381,796 da base decimal para octal (4 casas decimais após a vírgula). 33 Então... Aprofundando... o Converter octal em binário o Para converter um número expresso em uma determinada base é normal convertermos o primeiro para um número na base 10 e, em seguida, fazer a conversão para a base desejada. Entretanto, como já foi dito, no caso do octal para o binário (e viceversa) podemos fazer a conversão diretamente, sem passar pelo sistema decimal, já que, 8 é terceira potência de 2 e, portanto, são múltiplos e tem correspondência direta um com o outro. o Regra: Cada dígito octal, a partir da vírgula, é 34 representado pelo equivalente a três dígitos binários. Então... Aprofundando... o Converter octal em binário o Tabela de equivalência 35 Então... Aprofundando... o Converter binário em octal o Agregase os dígitos binários, a partir da vírgula, em grupos de três e convertese para o equivalente em octal. Caso os dígitos extremos, da direita ou esquerda, não formarem um grupo completo de três, adicionase zeros até que isto ocorra. 36 Então... Aprofundando... o Dica... 37 Então... Aprofundando... o Sistema HEXADECIMAL o Este sistema apresenta base igual a 16. Portanto 16 dígitos distintos. São usados os dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. o Como no sistema de numeração octal, o hexadecimal apresenta equivalência direta entre seus dígitos e grupos de quatro dígitos binários. 38 Então... Aprofundando... o Tabela 39 Então... Aprofundando... o Converter Hexadecimal para Decimal 40 Então... Aprofundando... o Converter Decimal para Hexadecimal o A regra é a mesma da conversão do decimal para qualquer sistema de numeração 41 Então... Aprofundando... o Converter Hexadecimal para Binário o Da mesma forma que no sistema octal, não é necessário converter o número para o sistema decimal e depois para binário. Basta representar cada dígito hexadecimal, a partir da vírgula, em grupos de quatro dígitos binários equivalentes. A base 16 é a quarta potência da base 2. A tabela de equivalência é a que foi apresentada mais acima. 42 Então... Aprofundando... o Converter Binário para Hexadecimal o Como no caso da conversão de binário para octal, agregase os dígitos binários, a partir da vírgula, em grupos de quatro e convertese para o equivalente em hexadecimal. Caso os dígitos extremos, da direita ou esquerda, não formarem um grupo completo de quatro, adiciona-se zeros até que isto ocorra. 43 Conversões Terabit <= Gigabit/1000 Gigabit Megabit Kilobit bit Byte KiloByte MegaByte GigaByte TeraByte => Terabit*1000 => Gigabit*1000 => Megabit*1000 => Kilobit*1000 => bit/8 => Byte/1024 <= Megabit/1000 <= Kilobit/1000 <= bit/1000 <= Byte*8 <= KiloByte*1024 <= <= MegaByte*1024 GigaByte*1024 44 => KiloByte/1024 => => MegaByte/1024 Gigabyte/1024 <= TeraByte*1024 31/05/2017 Aplicação: Comercial x Computacional o Comercial 1KB comercial = 1000 Bytes 1MB comercial = 1000 KB 1GB comercial = 1000 MB 1GB comercial = 1000 x 1000 x 1000 Bytes = 1.000.000.000 Bytes o Computacional 1KB computacional = 1024 Bytes 1MB computacional = 1024 KB 1GB computacional = 1024 MB 1GB computacional = 1024 x 1024 x 1024 Bytes = 1.073.741.824 Bytes 45 (1GB computacional)/(1GB comercial) = 1,073741824 31/05/2017 Aplicação: Comercial x Computacional o Exemplo (1GB computacional)/(1GB comercial) = 1,073741824 HD de 500GB (comercial) possui 465,66 GB 500GB comercial = 500/1,07374 = 465,66 GB computacional 46 31/05/2017